JP7194462B2 - Flexible ductile part shape estimation device and endoscope system including the same - Google Patents
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Description
Translated fromJapanese本発明は、可撓性延性部形状推定装置及びそれを含む内視鏡システムに関し、特に、内視鏡のように線形からなる可撓性延性部が被検体の内部を前進することによって、発生する可撓性延性部の形状変化を推定することができる可撓性延性部形状推定装置及びそれを含む内視鏡システムに関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a flexible ductile part shape estimating device and an endoscope system including the same, and in particular, a linear flexible ductile part like an endoscope advances inside a subject to generate The present invention relates to a flexible ductile portion shape estimating device capable of estimating a shape change of a flexible ductile portion and an endoscope system including the same.
一般に、内視鏡のように線形からなる可撓性延性部（flexible portion）が、前進するとき、可撓性延性部の進行方向に抵抗が発生して、可撓性延性部が曲がるか、捩じれる現象がよく発生する。例えば、人体内部の臓器の疾患の診断を目的に大腸内視鏡（colonoscopy）を用いる場合、大腸が腹腔内（abdominal cavity）の特定の部位に固定されていなく、腹腔内から自由に動いており、その長さも長いので、大腸内視鏡を大腸の内腔を通じて進入させると、内視鏡の先端を見て進めるとしても、大腸及び周辺組織の抵抗のために、大腸内視鏡が曲がり、且つ捩じれる現象が発生する可能性がある。 In general, when a linear flexible portion such as an endoscope advances, resistance is generated in the direction of movement of the flexible portion, causing the flexible portion to bend or Twisting phenomenon often occurs. For example, when colonoscopy is used for the purpose of diagnosing diseases of internal organs of the human body, the large intestine is not fixed to a specific part of the abdominal cavity, but moves freely from the abdominal cavity. , its length is also long, so when the colonoscope is advanced through the lumen of the large intestine, even if the tip of the endoscope is seen and advanced, the colonoscope bends due to the resistance of the large intestine and surrounding tissues, In addition, a twisting phenomenon may occur.
このように大腸内視鏡が曲がり、捩じれた状態では、内視鏡を前進させることが不可能になり、大腸内視鏡は、常に曲がるか、捩じれない状態を保持しなければならない。大腸内視鏡施術者は、大腸内視鏡がどのような変形状態にあるかが分からなければ、内視鏡が曲がるか、捩じれない状態に保持することができない。即ち、内視鏡が時計周りに捩じれているか、又は反時計回りに捩じれているか、１カ所ではなく、複数個所で捩じれているか等の情報を大腸内視鏡施術者が分からなければ、内視鏡をまっすぐに伸ばす操作を容易にできなくなる。 In such a bent and twisted state of the colonoscope, it becomes impossible to advance the endoscope, and the colonoscope must always remain in a bent or untwisted state. Without knowing what deformation the colonoscopist is in, the colonoscopist cannot keep the endoscope from bending or twisting. In other words, if the colonoscopist does not know information such as whether the endoscope is twisted clockwise or counterclockwise, or whether it is twisted at multiple locations instead of at one location, the endoscopist must It becomes impossible to easily extend the mirror straight.
従来は、内視鏡のような可撓性延性部の形状変化を調べるために、放射線を用いた蛍光透視法（fluoroscopy）や放射線撮影（radiography）のように放射線（radiation）を用いる方法が主に使用されていた。しかし、このような従来の方法では、大腸内視鏡を受けている患者や施術者の両方が繰り返し多量の放射線（radiation）に露出されるしかなく
、また装備の費用も高価である問題があった。そのため、現実的に、このような装備を使用する場合は少数に過ぎなく、単に、施術者の長い間の経験と反復的な試行錯誤を通じて前記した問題を克服するしかないという問題があった。In the past, methods using radiation such as fluoroscopy and radiography were mainly used to examine the shape change of the flexible ductile part like an endoscope. was used for However, in such a conventional method, both the patient undergoing the colonoscopy and the operator are repeatedly exposed to a large amount of radiation, and the cost of the equipment is also high. rice field. Therefore, in reality, there are only a few cases of using such equipment, and there is a problem that the above-mentioned problems can only be overcome through long experience and repeated trial and error of the practitioner.
本発明は、前述のような問題点を解決するためのものであり、内視鏡のように線形からなる可撓性延性部が被検体の内部を進むにつれて発生する可撓性延性部の形状変化を推定することができる可撓性延性部形状推定装置及びそれを含む内視鏡システムを提供することを目的とする。 The present invention is intended to solve the above-mentioned problems. An object of the present invention is to provide a flexible ductile portion shape estimating device capable of estimating changes and an endoscope system including the same.
前述のような目的を達成するために、本発明の一実施例に係る可撓性延性部形状推定装置は、一端に作用されるトルクを他端に伝達するトルク伝達ワイヤを備え、可撓性延性部に挿入されるプローブ、及び前記プローブの他端に結合され、前記トルク伝達ワイヤの他端の回転情報を測定する回転情報測定部を含むことを特徴とする。 In order to achieve the above objects, a flexible ductility part shape estimating device according to an embodiment of the present invention includes a torque transmission wire for transmitting torque applied to one end to the other end, and a flexible It is characterized by comprising a probe inserted into the ductile part, and a rotation information measuring part coupled to the other end of the probe and measuring rotation information of the other end of the torque transmission wire.
好ましくは、前記プローブは、チューブ状に形成され、内部にワイヤ通路を含むチューブ外皮部をさらに含み、前記トルク伝達ワイヤは、前記チューブ外皮部の内部に挿入され、前記ワイヤ通路に配置され、前記トルク伝達ワイヤの一領域は、前記チューブ外皮部の内側面に結合され、固定され得る。 Preferably, the probe further includes a tube skin portion formed in a tubular shape and including a wire passage therein, the torque transmission wire being inserted inside the tube skin portion and arranged in the wire passage, the A region of torque transmission wire may be coupled and secured to the inner surface of the tube jacket.
また、好ましくは、前記トルク伝達ワイヤは、前記チューブ外皮部の先端に向かって挿入され、前記チューブ外皮部の先端周辺で前記チューブ外皮部と結合され、固定される。 Also, preferably, the torque transmission wire is inserted toward the tip of the tube jacket, and is coupled and fixed to the tube jacket around the tip of the tube jacket.
また、好ましくは、前記チューブ外皮部の内側面と前記トルク伝達ワイヤと間の摩擦力を低減させるために、前記ワイヤ通路に潤滑剤が収容される。 Also preferably, a lubricant is contained in the wire passage in order to reduce the frictional force between the inner surface of the tube jacket and the torque transmission wire.
また、好ましくは、前記回転情報測定部は、前記トルク伝達ワイヤの他端のトルクを測定するトルクセンサー、及び前記トルク伝達ワイヤの他端の回転角を測定する回転角センサーの少なくとも一つを含む。 Also, preferably, the rotation information measuring unit includes at least one of a torque sensor for measuring the torque of the other end of the torque transmission wire and a rotation angle sensor for measuring the rotation angle of the other end of the torque transmission wire. .
また、好ましくは、前記プローブは、前記トルク伝達ワイヤの他端に結合される金属棒をさらに含み、前記回転情報測定部は、前記金属棒の回転角及びトルクの少なくとも一つを測定し、前記トルク伝達ワイヤの他端の回転情報を測定することができる。 Also, preferably, the probe further includes a metal rod coupled to the other end of the torque transmission wire, the rotation information measuring unit measures at least one of a rotation angle and torque of the metal rod, and the Rotational information of the other end of the torque transmission wire can be measured.
また、好ましくは、前記可撓性延性部形状推定装置は、前記回転情報測定部から入力された前記トルク伝達ワイヤの他端の回転情報を分析し、前記プローブが挿入された可撓性延性部の形状を推定する制御部、及び前記制御部から前記可撓性延性部の推定された形状に関する情報が伝送され、利用者に表示するディスプレイ部をさらに含む。 Further, preferably, the flexible ductility part shape estimating device analyzes the rotation information of the other end of the torque transmission wire input from the rotation information measuring part, and a display unit, to which information about the estimated shape of the flexible ductile portion is transmitted from the control unit and displayed to a user.
また、好ましくは、前記可撓性延性部形状推定装置は、内視鏡処置機構挿入部周辺に配置され、前記プローブが前記内視鏡処置機構挿入部を通過し、前記可撓性延性部に挿入される長さであるプローブ挿入長を測定するプローブ挿入長測定部をさらに含む。 Further, preferably, the flexible ductile portion shape estimating device is arranged around the endoscope treatment mechanism insertion portion, and the probe passes through the endoscope treatment mechanism insertion portion to the flexible ductile portion. It further includes a probe insertion length measuring unit for measuring the probe insertion length, which is the length of insertion.
また、好ましくは、前記可撓性延性部形状推定装置は、前記回転情報測定部から入力された前記トルク伝達ワイヤの他端の回転情報及び前記プローブ挿入長測定部から入力されたプローブ挿入長を分析し、前記プローブが挿入された可撓性延性部の形状を推定する制御部、及び前記制御部から前記可撓性延性部の推定された形状に関する情報が伝送され、
利用者に表示するディスプレイ部をさらに含む。Further, preferably, the flexible ductile portion shape estimating device measures the rotation information of the other end of the torque transmission wire input from the rotation information measurement unit and the probe insertion length input from the probe insertion length measurement unit. a controller that analyzes and estimates the shape of the flexible ductile section into which the probe is inserted; and transmitting information from the controller about the estimated shape of the flexible ductile section;
Further includes a display for displaying to a user.
また、好ましくは、前記可撓性延性部形状推定装置は、前記プローブが内視鏡処置機構挿入部を通過し、前記可撓性延性部に挿入される長さであるプローブ挿入長を、利用者から入力を受けるプローブ挿入長入力部をさらに含む。 Further, preferably, the flexible ductile portion shape estimating device utilizes a probe insertion length, which is a length for the probe to pass through an endoscope treatment mechanism insertion portion and be inserted into the flexible ductile portion. It further includes a probe insertion length input section for receiving input from the user.
また、好ましくは、前記プローブ挿入長入力部は、ペダル状に形成され、前記利用者が前記ペダルを踏む回数及び間隔のうち少なくとも一つを利用して前記プローブ挿入長を入力することができる。 Also, preferably, the probe insertion length input unit is formed in a pedal shape, and the user can input the probe insertion length using at least one of the number of times and intervals of stepping on the pedal.
また、好ましくは、前記可撓性延性部形状推定装置は、前記回転情報測定部から入力された前記トルク伝達ワイヤの他端の回転情報及び前記プローブ挿入長入力部から入力されたプローブ挿入長を分析し、前記プローブが挿入された可撓性延性部の形状を推定する制御部、及び前記制御部から前記可撓性延性部の推定された形状に関する情報が伝送され、
利用者に表示するディスプレイ部をさらに含む。Further, preferably, the flexible ductile portion shape estimating device uses the rotation information of the other end of the torque transmission wire input from the rotation information measurement unit and the probe insertion length input from the probe insertion length input unit. a controller that analyzes and estimates the shape of the flexible ductile section into which the probe is inserted; and transmitting information from the controller about the estimated shape of the flexible ductile section;
Further includes a display for displaying to a user.
前記のような目的を達成するために、本発明の一実施例に係る可撓性延性部形状推定装置を含む内視鏡システムは、外力により湾曲可能であり、内部にワイヤ通路を含む可撓性延性部、前記可撓性延性部内部に挿入され、前記ワイヤ通路に配置され、一端に作用されるトルクを他端に伝達するトルク伝達ワイヤ、及び前記トルク伝達ワイヤの他端に結合され、前記トルク伝達ワイヤの他端の回転情報を測定する回転情報測定部を含むことを特徴とする。 In order to achieve the above objects, an endoscope system including a flexible ductility portion shape estimating device according to an embodiment of the present invention is capable of being bent by an external force and includes a wire passage therein. a ductile part, a torque transmission wire inserted into the flexible ductile part and arranged in the wire passage to transmit torque applied to one end to the other end; and coupled to the other end of the torque transmission wire, A rotation information measuring unit for measuring rotation information of the other end of the torque transmission wire is included.
好ましくは、前記トルク伝達ワイヤの一領域は、前記可撓性延性部の内側面に結合され、固定される。 Preferably, a region of said torque transmission wire is coupled and fixed to the inner surface of said flexible ductile section.
また、好ましくは、前記トルク伝達ワイヤは、前記可撓性延性部の先端に向かって挿入され、前記可撓性延性部の先端周辺で前記可撓性延性部と結合され、固定される。 Also, preferably, the torque transmission wire is inserted toward the distal end of the flexible ductile portion, and is coupled and fixed to the flexible ductile portion around the distal end of the flexible ductile portion.
また、好ましくは、前記可撓性延性部の内側面と前記トルク伝達ワイヤと間の摩擦力を低減させるために、前記ワイヤ通路に潤滑剤が収容される。 Also preferably, a lubricant is contained in the wire passageway to reduce frictional forces between the inner surface of the flexible ductile portion and the torque transmission wire.
また、好ましくは、前記回転情報測定部は、前記トルク伝達ワイヤの他端のトルクを測定するトルクセンサー、及び前記トルク伝達ワイヤの他端の回転角を測定する回転角センサー；の少なくとも一つを含む。 Also, preferably, the rotation information measuring unit includes at least one of a torque sensor for measuring the torque of the other end of the torque transmission wire and a rotation angle sensor for measuring the rotation angle of the other end of the torque transmission wire. include.
また、好ましくは、前記トルク伝達ワイヤの他端に結合される金属棒をさらに含み、前記回転情報測定部は、前記金属棒の回転角及びトルクの少なくとも一つを測定し、前記トルク伝達ワイヤの他端の回転情報を測定することができる。 Preferably, the torque transmission wire further includes a metal rod coupled to the other end of the torque transmission wire, and the rotation information measuring unit measures at least one of a rotation angle and torque of the metal rod to measure the torque of the torque transmission wire. Rotational information at the other end can be measured.
また、好ましくは、前記内視鏡システムは、前記回転情報測定部から入力された前記トルク伝達ワイヤの他端の回転情報を分析し、前記可撓性延性部の形状を推定する制御部、
及び前記制御部から前記可撓性延性部の推定された形状に関する情報が伝送され、利用者に表示するディスプレイ部をさらに含む。Further, preferably, the endoscope system includes a control unit that analyzes the rotation information of the other end of the torque transmission wire input from the rotation information measurement unit and estimates the shape of the flexible ductile portion;
and a display unit to which information about the estimated shape of the flexible ductile part is transmitted from the control unit and displayed to a user.
また、好ましくは、前記内視鏡システムは、前記可撓性延性部を含む内視鏡挿入部が被術者の身体に挿入される長さである内視鏡挿入長を測定する内視鏡挿入長測定部をさらに含む。 Also, preferably, the endoscope system measures an endoscope insertion length, which is a length by which an endoscope insertion portion including the flexible ductile portion is inserted into the subject's body. It further includes an insertion length measuring section.
また、好ましくは、前記内視鏡システムは、前記回転情報測定部から入力された前記トルク伝達ワイヤの他端の回転情報及び前記内視鏡挿入長測定部から入力された内視鏡挿入長を分析し、前記可撓性延性部の形状を推定する制御部、及び前記制御部から前記可撓性延性部の推定された形状に関する情報が伝送され、利用者に表示するディスプレイ部をさらに含む。 Further, preferably, the endoscope system measures the rotation information of the other end of the torque transmission wire input from the rotation information measuring section and the endoscope insertion length input from the endoscope insertion length measurement section. A controller for analyzing and estimating the shape of the flexible ductile part, and a display part for transmitting information about the estimated shape of the flexible ductile part from the controller and displaying it to a user.
また、好ましくは、前記内視鏡システムは、前記可撓性延性部を含む内視鏡挿入部が被術者の身体に挿入される長さである内視鏡挿入長を、利用者から入力を受ける内視鏡挿入長入力部をさらに含む。 Further, preferably, in the endoscope system, a user inputs an endoscope insertion length, which is a length at which an endoscope insertion portion including the flexible ductile portion is inserted into the subject's body. further includes an endoscope insertion length input for receiving an endoscope insertion length input;
また、好ましくは、前記内視鏡挿入長入力部は、ペダル状に形成され、前記利用者が前記ペダルを踏む回数及び間隔の少なくとも一つを利用して前記内視鏡挿入長を入力することができる。 Preferably, the endoscope insertion length input unit is formed in a pedal shape, and the user inputs the endoscope insertion length using at least one of the number of times the user steps on the pedal and the interval. can be done.
また、好ましくは、前記内視鏡システムは、前記回転情報測定部から入力された前記トルク伝達ワイヤの他端の回転情報及び前記内視鏡挿入長入力部から入力された内視鏡挿入長を分析し、前記可撓性延性部の形状を推定する制御部、及び前記制御部から前記可撓性延性部の推定された形状に関する情報が伝送され、利用者に表示するディスプレイ部をさらに含む。 Further, preferably, the endoscope system measures the rotation information of the other end of the torque transmission wire input from the rotation information measuring unit and the endoscope insertion length input from the endoscope insertion length input unit. A controller for analyzing and estimating the shape of the flexible ductile part, and a display part for transmitting information about the estimated shape of the flexible ductile part from the controller and displaying it to a user.
前記のような本発明に係る可撓性延性部形状推定装置及びそれを含む内視鏡システムは
、内視鏡のように線形からなる可撓性延性部が被検体の内部を前進することによって、発生する可撓性延性部の形状変化を、放射線を使用することなく推定することができる効果がある。The flexible ductile part shape estimating device and the endoscope system including the same according to the present invention as described above are configured such that the linear flexible ductile part advances inside the subject like an endoscope. , the resulting shape change of the flexible ductile portion can be estimated without using radiation.
以下、本発明に係る実施例は添付された図を参照して説明する。各図の構成要素に参照符号を付加するときに、同じ構成要素については、たとい、他の図面上に表示されてもできるだけ同じ符号を使用した。また、本発明の実施例の説明の際に、関連した公知構成又は機能に対する具体的な説明が本発明の実施例に対する理解を妨害すると判断される場合には、その詳細な説明は省略する。また、以下で、本発明の実施例を説明するが、本発明の技術的思想は、これらに限定されるか、制限されなく、当業者によって変形され、多様に実施される。Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. When adding reference numerals to elements in each figure, the same reference numerals were used wherever possible for the same elements, even if they appear on other drawings. In addition, when describing the embodiments of the present invention, detailed descriptions of known configurations or functions will be omitted if it is determined that they may hinder understanding of the embodiments of the present invention. In addition, although embodiments of the present invention will be described below, the technical idea of the present invention is not limited to or limited to these, and can be modified and variously implemented by those skilled in the art.
明細書全体で、ある部分が他の部分と「連結」されているとは、これは、「直接的に連結」されている場合だけでなく、その中間に他の素子を間に置いて「間接的に連結」されている場合も含む。明細書全体で、ある部分がある構成要素を「含む」とは、これは、特に反対される記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。 Throughout the specification, when a part is "connected" to another part, it means not only "directly connected" but also " Including cases where they are indirectly linked. Throughout the specification, when a part "includes" a component, it does not exclude other components, but can further include other components, unless specifically stated to the contrary. means
図１は、本発明の一実施例に係る可撓性延性部形状推定装置が適用される内視鏡装置を示す図である。図１を参照すれば、前記内視鏡装置は、内視鏡挿入部７０、内視鏡操作部８０及びユニバーサルコード９０を備える。 FIG. 1 is a diagram showing an endoscope apparatus to which a flexible ductile portion shape estimating device according to one embodiment of the present invention is applied. Referring to FIG. 1, the endoscope apparatus includes an
内視鏡挿入部７０は、内視鏡操作部８０の一領域に結合されてもよく、被検体内に挿入されてもよい。内視鏡挿入部７０は、湾曲が自由な湾曲部７１（bendable part）及び外力により簡単に曲がり、円状に回復することができる可撓性（flexibility）を有する可撓性延性部７３を含む。図１に示されていないが、湾曲部７１の一端には、観察窓や照明窓、処置具挿通チャネル開口部、送気・送水ノズルなどが配置されてもよい。 The
内視鏡操作部８０は、内視鏡挿入部７０とユニバーサルコード９０と間に形成される。
施術者は、内視鏡操作部８０を握り、内視鏡装置を操作することができる。内視鏡操作部８０は、湾曲操作レバー８１及び操作スイッチ部８３を含み、側面に内視鏡処置機構挿入部８５をさらに含む。The
The operator can grip the
湾曲操作レバー８１は、内視鏡挿入部７０に形成される湾曲部７１の湾曲動作を制御することができる。施術者は、湾曲操作レバー８１を操作し、湾曲部７１が特定方向に曲がるか、伸びる動作などを行うことができる。操作スイッチ部８３は、複数個のスイッチを含む。それぞれのスイッチは、内視鏡画像のフリーズ及びリリースを制御するか、内視鏡挿入部７０を介して送気、送水及び吸入（suction）等の動作を行うためのスイッチであってもよい。施術者は、操作スイッチ部８３を利用し、被術者の体内に空気や水を注入したり、吸入したりことができ、内視鏡画像を停止させたり、再生させたりすることができる。 The bending
内視鏡処置機構挿入部８５は、図１に示されるように、内視鏡操作部８０の一領域に形成される。内視鏡処置機構挿入部８５は、鉗子などの内視鏡処置機構が挿入されるように通孔されてもよく、内視鏡挿入部７０の内部に形成される内視鏡処置機構通路（図５の７４）と連通されてもよい。 The endoscope treatment
ユニバーサルコード９０は、内視鏡操作部８０の一領域に結合され、内視鏡のカメラ又は光源装置のための伝送コード、送気管、送水管、吸入管などを内部に含む。前記伝送コード、送気管、送水管及び吸入管などは、内視鏡操作部８０の内部を通過し、内視鏡挿入部７０まで伸びていてもよい。内視鏡挿入部７０の内部には、伝送コード、送気管、送水管及び吸入管などが通過できる通路（channel）が形成される。図１に示されていないが、ユニバーサルコード９０の他端は、前記内視鏡装置の電磁気的状況をモニタリングする内視鏡モニタリング装置（図１０の５５）等に連結することができる。 The
図１に示された内視鏡装置は、例示的なものであり、本発明の一実施例に係る可撓性延性部形状推定装置が適用さ得る内視鏡装置は多様に変更可能である。
図２は、本発明の一実施例に係る可撓性延性部形状推定装置を示すブロックダイアグラムである。図２を参照すれば、本発明の一実施例に係る可撓性延性部形状推定装置１００は
、プローブ１０及び回転情報測定部２０を含む。実施例により、前記可撓性延性部形状推定装置１００は、プローブ挿入長測定部３０、制御部５０及びディスプレイ部６０をさらに含む。The endoscopic device shown in FIG. 1 is an example, and the endoscopic device to which the flexible ductile portion shape estimation device according to one embodiment of the present invention can be applied can be variously changed. .
FIG. 2 is a block diagram illustrating a flexible ductile shape estimator according to one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2 , a flexible ductile part
プローブ１０は、図１に示された内視鏡装置の可撓性延性部７３に挿入される。プローブ１０は、一端に作用されるトルクを他端に伝達するトルク伝達ワイヤ（図３の１３；torque transmission wire）を備える。トルク伝達ワイヤ１３は、剛性のステンレススチール材質などで製作され、一方の端に作用するトルクを他方の端にほぼ同様に１：１の割合で伝達することができる。トルク伝達ワイヤ１３は、曲がった状態でも、トルク伝達割合が１：１に近接した結果を示す。一例として、ＡＳＡＨＩＩＮＴＥＣＣ社製のトルク伝達ワイヤが市販されている。 The
前記プローブ１０は、チューブ状に形成され、内部にワイヤ通路（図３の１５）を含むチューブ外皮部（図３の１１）をさらに含む。前記トルク伝達ワイヤ１３は、チューブ外皮部１１内部のワイヤ通路１５に配置される。プローブ１０の具体的な形態については、図３～図６を参照して前述したので、ここでは詳細説明を省略する。 The
回転情報測定部２０は、プローブ１０の他端に結合され、前記トルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報を測定することができる。チューブ外皮部１１の内部のワイヤ通路１５に配置されるトルク伝達ワイヤ１３の他端が回転情報測定部２０と連結される。一例として、前記トルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報は、トルク伝達ワイヤ１３他端のトルク又は回転角などトルク伝達ワイヤ１３の他端がどの程度回転するかが分かる情報を含む概念であってもよい。 The rotation
前記回転情報測定部２０は、トルク伝達ワイヤ１３の他端のトルクを測定するトルクセンサー（未図示）及びトルク伝達ワイヤ１３の他端の回転角を測定する回転角センサー（未図示）の少なくとも一つを含む。前記トルクセンサーは、表面波長を利用するＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）技術、回転によって発生する磁場の変化を測定するＥＭＤ（Embedded Magnetic Domain）技術、レーザーダイオード及びフォトダイオードを利用する光センサー技術などのトルク測定技術を利用してトルクを測定するセンサーであってもよい。前記回転角センサーは、ホールセンサーと磁石を利用した非接触方式などで回転角を測定することができる。その他にも、前記トルクセンサー及び回転角センサーは、トルク伝達ワイヤ１３のトルク及び回転角などを測定できる多様なセンサーに変更されてもよい。 The rotation
プローブ挿入長測定部３０は、内視鏡処置機構挿入部８５の周辺に配置される。プローブ挿入長測定部３０は、前記プローブ１０が内視鏡処置機構挿入部８５を通過し、可撓性延性部７３に挿入される長さであるプローブ挿入長を測定することができる。プローブ１０が可撓性延性部７３でどの程度挿入されたかが分かれなければ、制御部５０が可撓性延性部７３の現在の形態を正確に推定することができなくなる。前記プローブ挿入長測定部３０は、回転式ローラーや、レーザー、超音波などを利用して具現され得る。一例として、プローブ挿入長測定部３０が、回転式ローラーで具現される場合を仮定すれば、プローブ１０が内視鏡処置機構挿入部８５を介して可撓性延性部７３内部に挿入されるとき、プローブ１０に接触する回転式ローラーが回転することになるので、前記回転式ローラーの回転回数と周りの長さを利用し、プローブ１０が可撓性延性部７３でどの程度挿入されたかを測定することができることになる。実施例により、プローブ１０が可撓性延性部７３の内部で後退する場合には、前記プローブ挿入長測定部３０により測定されるプローブ挿入長が減少されるように具現することができる。プローブ挿入長測定部３０が回転式ローラーで具現された場合には、回転式ローラーが回転する方向に応じてプローブ挿入長を増大させたり、減少させたりすることができる。 The probe insertion
制御部５０は、回転情報測定部２０から入力されたトルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報及びプローブ挿入長測定部３０から入力されたプローブ挿入長を分析し、前記プローブ１０が挿入された可撓性延性部７３の形状を推定することができる。制御部５０は、トルク伝達ワイヤ１３の他端のトルク及び回転角の少なくとも一つを分析し、前記トルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報を得ることができる。 The
実施例により、制御部５０は、回転情報測定部２０から入力されたトルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報を分析し、前記プローブ１０が挿入された可撓性延性部７３の形状を推定することができる。一例として、プローブ挿入長測定部３０が省略されてもよく、制御部５０は、前記プローブ挿入長が提供されない場合、トルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報を経時により順次にディスプレイ部６０に表示することができる。 According to an embodiment, the
ディスプレイ部６０は、制御部５０から前記可撓性延性部７３の推定された形状に関する情報が伝送され、利用者に表示することができる。一例として、前記ディスプレイ部６０は、可撓性延性部７３の推定された形状を２次元や３次元イメージで表示することができる。実施例により、ディスプレイ部６０は、プローブ挿入長をＸ軸、トルク伝達ワイヤ１３の他端の回転角をＹ軸に対応させたグラフを表示することができ、トルク伝達ワイヤ１３の他端のトルク又は回転角に関する情報だけを提供することができる。 Information on the estimated shape of the
図３は、本発明の一実施例に係る可撓性延性部形状推定装置の使用状態図である。図２を参照して、前述した可撓性延性部形状推定装置１００が図３に示されるように具現することができる。図３を参照すれば、本発明の一実施例に係る可撓性延性部形状推定装置１００は、プローブ１０、回転情報測定部２０、プローブ挿入長測定部３０、制御部５０及びディスプレイ部６０を含む。 FIG. 3 is a usage state diagram of the flexible ductility portion shape estimation device according to one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the flexible ductility
プローブ１０は、チューブ状の管状体に形成することができ、内視鏡処置機構挿入部８５に挿入できる。プローブ１０は、回転情報測定部２０と連結することができる。プローブ１０は、チューブ外皮部１１、トルク伝達ワイヤ１３及びワイヤ通路１５を含む。チューブ外皮部１１は、チューブ状に形成され、内部にワイヤ通路１５を含む。 The
トルク伝達ワイヤ１３は、チューブ外皮部１１内部に挿入され、ワイヤ通路１５に配置される。トルク伝達ワイヤ１３の一領域は、チューブ外皮部１１の内側面に結合され、固定することができる。チューブ外皮部１１内部の特定部位でトルク伝達ワイヤ１３がチューブ外皮部１１に固定される。一例として、トルク伝達ワイヤ１３は、チューブ外皮部１１の先端に向かって挿入され、チューブ外皮部１１の先端周辺でチューブ外皮部１１と結合され、固定される。これにより、プローブ１０が内視鏡処置機構挿入部８５を介して内視鏡挿入部７０内部に挿入され、湾曲部７１に向かって前進する場合、内視鏡挿入部７０が曲がるか、捩じれた形態に沿ってプローブ１０が回転するとき発生するトルクがトルク伝達ワイヤ１３を介して回転情報測定部２０へ伝達される。実施例により、前記プローブ１０は、チューブ外皮部１１なしにトルク伝達ワイヤ１３のみからなっていてもよい。 A
回転情報測定部２０は、プローブ１０の他端に結合され、前記トルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報を測定することができる。プローブ結合部２１を介して前記プローブ１０と回転情報測定部２０とが互いに連結される。一例として、プローブ１０に備えられたトルク伝達ワイヤ１３の他端は、プローブ結合部２１を通過し、回転情報測定部２０内部に配置される。前記トルク伝達ワイヤ１３の他端は、回転情報測定部２０に備えられたトルクセンサーや回転角センサーと隣接した位置に配置される。 The rotation
回転情報測定部２０は、トルク伝達ワイヤ１３により発生するトルクを測定するか、前記トルクにより発生するトルク伝達ワイヤ１３の回転角を測定することができる。前記回転情報測定部２０とプローブ挿入長測定部３０は、通信線９１を介して連結され、データを授受することができる。前記回転情報測定部２０と制御部５０は、通信線９２を介して連結され、データを授受することができる。 The rotation
プローブ挿入長測定部３０は、内視鏡処置機構挿入部８５に装着される。プローブ挿入長測定部３０は、前記プローブ１０が内視鏡処置機構挿入部８５を通過し、可撓性延性部７３内部に挿入される長さであるプローブ挿入長を測定することができる。前記プローブ挿入長は、プローブ１０が内視鏡処置機構挿入部８５を通過した後、湾曲部７１に向かって前進した距離であってもよい。図３に示されるように、プローブ挿入長測定部３０は、
プローブ１０が通過できる通孔が形成され、前記通孔周辺に回転式ローラーなどが形成され、前記プローブ挿入長を測定することができる。プローブ１０は、内視鏡処置機構挿入部８５を介して内視鏡挿入部７０の内部に形成される内視鏡処置機構通路（図５の７４）に挿入される。The probe insertion
A through hole through which the
制御部５０は、回転情報測定部２０から入力されたトルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報及びプローブ挿入長測定部３０から入力されたプローブ挿入長を分析し、前記プローブ１０が挿入された可撓性延性部７３の形状を推定することができる。制御部５０は、トルク伝達ワイヤ１３の他端のトルク及び回転角の少なくとも一つを分析し、前記トルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報を得ることができる。 The
制御部５０は、プローブ１０が可撓性延性部７３の内部に挿入される間、測定されるトルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報をプローブ挿入長測定部３０から入力されたプローブ挿入長にそれぞれ対応させることができる。これにより、前記制御部５０は、前記プローブ１０の各位置に対応される回転情報を抽出することができ、これにより、プローブ１０の全体形状を推定することができる。前記プローブ１０は、可撓性延性部７３の内部を貫通して前進することになるので、前記プローブ１０の形状を前記可撓性延性部７３の形状から推定することができる。図３に示されるように、制御部５０は、内視鏡形状表示装置に具現されたＰＣ端末機の本体として具現され、データ入出力及びデータ処理が可能な中央処理装置（ＣＰＵ）等を含む。 While the
ディスプレイ部６０は、制御部５０から前記可撓性延性部７３の推定された形状に関する情報が伝送され、前記可撓性延性部７３の推定された形状を利用者に表示することができる。ディスプレイ部６０は、制御部５０から入力された表示信号に応じて画面を表示し
、利用者に提供することができる。ディスプレイ部６０は、内視鏡形状表示装置に具現されたＰＣ端末機に連結されたモニターとして具現することができる。ディスプレイ部６０は、制御部５０の外面に形成されるか、外部装置に連結され、通常の技術者に知らされたように、液晶表示装置（ＬＣＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）等の様々な形態の表示装置によって具現される。The
図３に示された本発明の一実施例に係る可撓性延性部形状推定装置１００は、内視鏡挿入部７０が被検体内に挿入され、前進するとき、可撓性延性部７３の進行方向で抵抗が発生する場合、可撓性延性部７３の長軸がスプリングのコイルのように曲げられることがある。これにより、発生した弾性エネルギーの一部が可撓性延性部７３の長軸を中心にトルクを発生させ、このようなトルクにより、前記可撓性延性部７３が長軸を中心に回転することになる。 The flexible ductile portion
以降、可撓性延性部７３内部の内視鏡処置機構通路７４を介してプローブ１０が進入する場合、可撓性延性部７３の捩じれた形状に沿ってプローブ１０も回転することになるので、トルク伝達ワイヤ１３の先端でトルクが発生することになる。トルク伝達ワイヤ１３の先端で発生されたトルクは、回転情報測定部２０に伝達される。プローブ１０が内視鏡処置機構挿入部８５を介して可撓性延性部７３の内部へ前進するとき、前記プローブ１０と関連しているプローブ挿入長測定部３０が可撓性延性部７３の内部でプローブ１０が前進した距離を測定することができる。 Thereafter, when the
前記トルク伝達ワイヤ１３の回転によるトルク伝達ワイヤ１３の回転情報と前記プローブ１０が可撓性延性部７３の内部で先端に向かって前進した距離は、可撓性延性部７３の形状変化と一貫した関係を持つことになる。即ち、プローブ１０が可撓性延性部７３内部で前進した単位距離当たりトルク伝達ワイヤ１３に伝送されるトルクの変化又はプローブ１０が可撓性延性部７３内部で前進した単位距離当たりトルク伝達ワイヤ１３の回転による回転角の変化が大きいほど前記可撓性延性部７３の捩じれの程度は増大することになる。これを利用して、制御部５０は、可撓性延性部７３が曲がるか、捩じれによる形状変化を推定することができる。 The rotational information of the
一方、図３には、回転情報測定部２０、制御部５０及びディスプレイ部６０が互いに物理的に分離された形態で示されているが、これは例示的なものであり、回転情報測定部２０、制御部５０及びディスプレイ部６０等は一つの本体に統合することができる。また、前記通信線９１、９２は変更されるか、省略することができ、実施例により回転情報測定部２０、プローブ挿入長測定部３０及び制御部５０等は、無線通信方式を介してデータを授受することができる。 On the other hand, although FIG. 3 shows the rotation
一方、実施例により、前記プローブ１０は、トルク伝達ワイヤ１３の他端に結合される金属棒（未図示）をさらに含む。前記金属棒は、回転情報測定部２０に連結され、回転情報測定部２０は、金属棒の回転角及びトルクの少なくとも一つを測定し、トルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報を測定することができる。トルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報を直接測定することが困難な場合、トルク伝達ワイヤ１３の他端に結合される金属棒の回転情報を測定し、トルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報を間接的に測定することができる。 Meanwhile, according to embodiments, the
図４は、本発明の一実施例に係る可撓性延性部形状推定装置のプローブを示す断面図である。図４は、本発明の一実施例に係る可撓性延性部形状推定装置１００のプローブ１０の先端部周辺を示した図である。 FIG. 4 is a cross-sectional view showing a probe of a flexible ductility portion shape estimating device according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a view showing the periphery of the distal end of the
図４を参照すれば、本発明の一実施例に係る可撓性延性部形状推定装置１００のプローブ１０は、チューブ外皮部１１、トルク伝達ワイヤ１３、ワイヤ通路１５及びワイヤ固定部１７を備える。前述した通り、プローブ１０は、内視鏡処置機構挿入部８５を通過し、内視鏡挿入部７０の内視鏡処置機構通路７４に挿入貫通することができる。 Referring to FIG. 4, the
チューブ外皮部１１は、チューブ状の管状体（tubular body）に形成され、内部にワイヤ通路１５を含む。一例として、前記ワイヤ通路１５は、空いていてもよい。 The
トルク伝達ワイヤ１３は、前記チューブ外皮部１１内部に挿入され、前記ワイヤ通路１５に配置される。トルク伝達ワイヤ１３の一領域は、前記チューブ外皮部１１の内側面に結合され、固定される。トルク伝達ワイヤ１３は、チューブ外皮部１１の先端に向かって挿入され、チューブ外皮部１１の先端周辺でチューブ外皮部１１と結合され、固定される。 A
図４に示されるように、チューブ外皮部１１の先端内側には、ワイヤ固定部１７が形成され、前記ワイヤ固定部１７によりトルク伝達ワイヤ１３がチューブ外皮部１１の先端に固定される。ワイヤ固定部１７は、トルク伝達ワイヤ１３とチューブ外皮部１１とを互いに固定結合させる多様な結合手段で具現され得る。実施例により、チューブ外皮部１１の内側面とトルク伝達ワイヤ１３と間の摩擦力を低減させるために、ワイヤ通路１５に潤滑剤が収容される。前記潤滑剤によって、トルク伝達ワイヤ１３がチューブ外皮部１１の内側面に当接しなくなるか、チューブ外皮部１１の内側面とトルク伝達ワイヤ１３と間の摩擦力が低減されるので、トルク伝達ワイヤ１３の一端で発生したトルクが途中で損失されることなく、トルク伝達ワイヤ１３の他端に正確に伝達される。 As shown in FIG. 4 , a
また、実施例により、チューブ外皮部１１の内側面とトルク伝達ワイヤ１３と間の摩擦力を低減させるために、前記トルク伝達ワイヤ１３の表面に摩擦力低減材質がコーティングされる。一例として、前記摩擦力低減材質は、ポリテトラフルオロエチレン（polytetrafluoroethylene；ＰＴＦＥ）であってもよく、その他にも多様な材質に変更されてもよい。 In addition, according to an embodiment, the surface of the
図５は、本発明の一実施例に係る可撓性延性部形状推定装置のプローブが可撓性延性部に挿入された状態を示す断面図である。 FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which the probe of the device for estimating the shape of a flexible ductile part according to one embodiment of the present invention is inserted into the flexible ductile part.
図５を参照すれば、内視鏡挿入部７０に含まれる可撓性延性部７３は、内部に内視鏡処置機構通路７４が形成される。図５に示されるように、内視鏡処置機構通路７４は先端で外部に連通され得る。図５には示されていないが、図３に示されるように、可撓性延性部７３の一端には湾曲部７１が形成される。 Referring to FIG. 5, a flexible
プローブ１０は、前記内視鏡処置機構通路７４に挿入される。プローブ１０は、図４を参照して前述したように、チューブ外皮部１１、トルク伝達ワイヤ１３、ワイヤ通路１５及びワイヤ固定部１７を備える。 The
図６は、本発明の一実施例に係る可撓性延性部形状推定装置のプローブが挿入された可撓性延性部が曲がった状態を示す断面図である。図６は、曲がった可撓性延性部７３内部を通じてプローブ１０が挿入される状態を図示する。 FIG. 6 is a cross-sectional view showing a bent state of the flexible ductile part into which the probe of the flexible ductile part shape estimating device according to one embodiment of the present invention is inserted. FIG. 6 illustrates the insertion of
プローブ１０が可撓性延性部７３内部の内視鏡処置機構通路７４を通過しながら曲がるか、捩じれる場合、ワイヤ固定部１７周辺のプローブ１０先端で発生した回転力がトルク伝達ワイヤ１３を介して回転情報測定部２０まで伝達される。 When the
制御部５０は、回転情報測定部２０から入力されたトルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報及びプローブ挿入長測定部３０から入力されたプローブ挿入長を分析し、前記プローブ１０が挿入された可撓性延性部７３の形状を推定することができる。ディスプレイ部６０は、制御部５０から前記可撓性延性部７３の推定された形状に関する情報が伝送され、
前記可撓性延性部７３の推定された形状を利用者に表示することができる。The
The estimated shape of the flexible
図７は、本発明の別の実施例に係る可撓性延性部形状推定装置を示すブロックダイアグラムである。図７を参照すれば、本発明の別の実施例に係る可撓性延性部形状推定装置２００は、プローブ１０及び回転情報測定部２０を含む。実施例により、前記可撓性延性部形状推定装置２００は、プローブ挿入長入力部４０、制御部５０及びディスプレイ部６０をさらに含む。 FIG. 7 is a block diagram illustrating a flexible ductility shape estimator according to another embodiment of the invention. Referring to FIG. 7 , a flexible ductile part
図７に示された本発明の他の実施例に係る可撓性延性部形状推定装置２００は、図２を参照して前述したように、本発明の一実施例に係る可撓性延性部形状推定装置１００と類似するか、プローブ挿入長測定部３０の代わりにプローブ挿入長入力部４０を備える差がある。 A flexible
プローブ１０は、図１に示された内視鏡装置の可撓性延性部７３に挿入される。プローブ１０は、一端に作用されるトルクを他端に伝達するトルク伝達ワイヤ１３を備える。回転情報測定部２０は、プローブ１０の他端に結合され、トルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報を測定することができる。チューブ外皮部１１内部のワイヤ通路１５に配置されるトルク伝達ワイヤ１３の他端が回転情報測定部２０と連結される。プローブ１０及び回転情報測定部２０は、図２～図６を参照して前述したので、詳細説明は省略する。 The
プローブ挿入長入力部４０は、前記プローブ１０が内視鏡処置機構挿入部８５を通過し、可撓性延性部７３に挿入される長さであるプローブ挿入長を、利用者から入力を受けてもよい。利用者は、プローブ１０が内視鏡処置機構挿入部８５を介して可撓性延性部７３内部に挿入されるとき、プローブ１０が挿入された長さを見ながら、プローブ挿入長入力部４０を介して前記プローブ挿入長を入力することができる。一例として、前記プローブ挿入長入力部４０は、ペダル状に形成され、利用者がペダルを踏む回数及び間隔の少なくとも一つを利用し、前記プローブ挿入長を入力することができる。例えば、利用者は、プローブ１０が可撓性延性部７３内部で所定長さ（例：１０ｃｍ）だけ・BR>}入されるたびに、前記ペダル状に具現されたプローブ挿入長入力部４０を踏むことができる。利用者がプローブ挿入長入力部４０を介して入力した信号は、制御部５０に伝送される。 The probe insertion
実施例により、プローブ１０の外側面に所定長さの間隔でプローブ長さマーカーが表示され、利用者は、前記プローブ長さマーカーを参考にしてプローブ１０が可撓性延性部７３内部に挿入された長さを判断し、プローブ挿入長入力部４０を操作することができる。実施例により、前記プローブ挿入長入力部４０は、ペダル状の外にもトグルスイッチ形態、プローブ挿入長を直接数字で入力できるキーパッドなどのプローブ挿入長を入力できる多様な入力手段であってもよい。実施例により、プローブ１０が可撓性延性部７３の内部で後退する場合には、利用者がプローブ挿入長入力部４０を介して前進信号ではない後退信号を入力することができ、これにより、前記プローブ挿入長が減少されるように具現され得る。 According to an embodiment, probe length markers are displayed on the outer surface of the
制御部５０は、回転情報測定部２０から入力されたトルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報及びプローブ挿入長入力部４０から入力されたプローブ挿入長を分析し、前記プローブ１０が挿入された可撓性延性部７３の形状を推定することができる。制御部５０は、プローブ挿入長入力部４０から入力された信号に応じて、当該信号が入力された時点のプローブ挿入長が分かり、当該プローブ挿入長に対応されるトルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報を対応させ、前記プローブ１０の形状及び前記プローブ１０が挿入された可撓性延性部７３の形状を推定することができる。プローブ挿入長入力部４０から順次に入力される信号を分析し、当該プローブ挿入長に対応されるトルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報を対応させれば、プローブ１０が挿入された可撓性延性部７３の全体形状を推定できるようになる。実施例により、制御部５０は、回転情報測定部２０から入力されたトルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報を分析し、前記プローブ１０が挿入された可撓性延性部７３の形状を推定することもできる。この場合、前記プローブ挿入長入力部４０は省略されてもよい。 The
ディスプレイ部６０は、制御部５０から前記可撓性延性部７３の推定された形状に関する情報が伝送され、利用者に表示することができる。 Information on the estimated shape of the
実施例により、本発明の他の実施例に係る可撓性延性部形状推定装置２００は、プローブ挿入長測定部３０及びプローブ挿入長入力部４０を同時に具備でき、利用者の選択に応じてプローブ挿入長測定部３０及びプローブ挿入長入力部４０のいずれか一つを使用することができる。 According to an embodiment, the flexible ductility part
図８は、本発明の別の実施例に係る可撓性延性部形状推定装置の使用状態図である。図７を参照して前述した可撓性延性部形状推定装置２００が図８に示されるように具現され得る。図８を参照すれば、本発明の別の実施例に係る可撓性延性部形状推定装置２００は、プローブ１０、回転情報測定部２０、プローブ挿入長入力部４０、制御部５０及びディスプレイ部６０を含む。 FIG. 8 is a usage state diagram of a flexible ductility portion shape estimating device according to another embodiment of the present invention. The flexible
プローブ１０は、チューブ状の管状体に形成されてもよく、内視鏡処置機構挿入部８５に挿入される。プローブ１０は、回転情報測定部２０と連結される。プローブ１０は、チューブ外皮部１１、トルク伝達ワイヤ１３及びワイヤ通路１５を含む。チューブ外皮部１１は、チューブ状に形成され、内部にワイヤ通路１５を含む。トルク伝達ワイヤ１３は、チューブ外皮部１１内部のワイヤ通路１５に配置される。前記プローブ１０の具体的な特徴及び前記プローブ１０が可撓性延性部７３に挿入される形態などは、図３～図６を参照して前述した通りであるので、詳細説明は省略する。 The
回転情報測定部２０は、プローブ１０の他端に結合され、前記トルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報を測定することができる。プローブ結合部２１を介して前記プローブ１０と回転情報測定部２０とが互いに連結される。一例として、プローブ１０に備えられるトルク伝達ワイヤ１３の他端は、プローブ結合部２１を通過し、回転情報測定部２０内部に配置される。前記トルク伝達ワイヤ１３の他端は、回転情報測定部２０に備えられるトルクセンサーや回転角センサーと隣接した位置に配置される。回転情報測定部２０は、トルク伝達ワイヤ１３により発生するトルクを測定するか、前記トルクによって発生するトルク伝達ワイヤ１３の回転角を測定することができる。回転情報測定部２０と制御部５０は、通信線９２を介して連結され、データを授受することができる。 The rotation
プローブ挿入長入力部４０は、前記プローブ１０が内視鏡処置機構挿入部８５を通過し、可撓性延性部７３に挿入される長さであるプローブ挿入長を、利用者から入力を受けてもよい。図８に示されるように、前記プローブ挿入長入力部４０は、ペダル状に形成され、利用者がペダルを踏む回数及び間隔の少なくとも一つを利用し、前記プローブ挿入長を入力することができる。利用者がプローブ挿入長入力部４０を介して入力した信号は、制御部５０に伝送される。前記回転情報測定部２０とプローブ挿入長入力部４０とは通信線９１を介して連結され、データを授受することができる。一例として、前記プローブ挿入長入力部４０は、回転情報測定部２０の周辺に配置される。 The probe insertion
実施例により、前記プローブ挿入長入力部４０は、ペダル状ではなく別途のトグルスイッチ形態で具現され得る。利用者は、トグルスイッチに具現されたプローブ挿入長入力部４０を押し、前記プローブ挿入長を入力することができる。例えば、利用者は、プローブ１０が可撓性延性部７３内部に所定長さ（例：１０ｃｍ）だけ挿入されるたびに、前記トグルスイッチを押すことができる。トグルスイッチを介して利用者が入力した信号は、制御部５０に伝送される。 Depending on the embodiment, the probe insertion
制御部５０は、回転情報測定部２０から入力されたトルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報及びプローブ挿入長入力部４０から入力されたプローブ挿入長を分析し、前記プローブ１０が挿入された可撓性延性部７３の形状を推定することができる。制御部５０は、トルク伝達ワイヤ１３の他端のトルク及び回転角の少なくとも一つを分析し、前記トルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報を得ることができる。 The
制御部５０は、プローブ挿入長入力部４０から入力された信号に応じて、当該信号が入力された時点のプローブ挿入長が分かり、当該プローブ挿入長に対応されるトルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報を対応させ、前記プローブ１０の形状及び前記プローブ１０が挿入された可撓性延性部７３の形状を推定することができる。プローブ挿入長入力部４０から順次に入力される信号を分析し、当該プローブ挿入長に対応されるトルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報を対応させれば、プローブ１０が挿入された可撓性延性部７３の全体形状を推定することができるようになる。制御部５０は、プローブ挿入長入力部４０から信号を入力された各時点で、トルク伝達ワイヤ１３のトルク又は回転角などがどのように変化するかを測定することができる。 The
ディスプレイ部６０は、制御部５０から前記可撓性延性部７３の推定された形状に関する情報が伝送され、前記可撓性延性部７３の推定された形状を利用者に表示することができる。ディスプレイ部６０は、制御部５０から入力された表示信号に応じて画面を表示し、利用者に提供することができる。 The
図９は、本発明の一実施例に係る可撓性延性部形状推定装置を含む内視鏡システムを示すブロックダイアグラムである。図９を参照すれば、本発明の一実施例に係る可撓性延性部形状推定装置を含む内視鏡システム３００は、トルク伝達ワイヤ１３、回転情報測定部２０を含み、実施例により、内視鏡挿入長入力部４５、制御部５０及びディスプレイ部６０をさらに含む。図１～図８を参照して前述した内容は、前記内視鏡システム３００の特徴と矛盾しない範囲内で前記内視鏡システム３００にも類似に適用することができる。 FIG. 9 is a block diagram showing an endoscope system including a flexible ductility shape estimator according to one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 9, an
トルク伝達ワイヤ１３は、可撓性延性部７３内部に挿入される。可撓性延性部７３は、外力により湾曲可能であり、内部にワイヤ通路７５を含むことができる。トルク伝達ワイヤ１３は、前記ワイヤ通路７５に配置され、一端に作用されるトルクを他端に伝達することができる。
回転情報測定部２０は、前記トルク伝達ワイヤ１３の他端に結合され、トルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報を測定することができる。回転情報測定部２０は、トルク伝達ワイヤ１３の他端のトルクを測定するトルクセンサー及びトルク伝達ワイヤ１３の他端の回転角を測定する回転角センサーの少なくとも一つを含むことができる。 The rotation
内視鏡挿入長入力部４５は、可撓性延性部７３を含む内視鏡挿入部７０が被術者の身体に挿入される長さである内視鏡挿入長を、利用者から入力を受けてもよい。一例として、
前記内視鏡挿入長入力部４５は、ペダル状に形成され、利用者が前記ペダルを踏む回数及び間隔の少なくとも一つを利用し、前記内視鏡挿入長を入力することができる。実施例により、前記内視鏡挿入長入力部４５は、前述したプローブ挿入長入力部４０と類似してもよく、多様に変更されてもよい。The endoscope insertion
The endoscope insertion
制御部５０は、前記回転情報測定部２０から入力されたトルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報及び前記内視鏡挿入長入力部４５から入力された内視鏡挿入長を分析し、前記可撓性延性部７３の形状を推定することができる。実施例により、制御部５０は、回転情報測定部２０から入力されたトルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報を分析し、前記トルク伝達ワイヤ１３が挿入された可撓性延性部７３の形状を推定することもできる。この場合、前記内視鏡挿入長入力部４５は省略することもできる。 The
ディスプレイ部６０は、前記制御部５０から前記可撓性延性部７３の推定された形状に関する情報が伝送され、前記可撓性延性部７３の推定された形状を利用者に表示することができる。 The
図１０は、本発明の一実施例に係る可撓性延性部形状推定装置を含む内視鏡システムを示す図である。図９を参照して、前述した本発明の一実施例に係る可撓性延性部形状推定装置を含む内視鏡システム３００は、図１０に示されるように具現され得る。図１０を参照すれば、本発明の一実施例に係る可撓性延性部形状推定装置を含む内視鏡システム３００は、内視鏡挿入部７０及び内視鏡操作部８０を備える。実施例により、前記内視鏡システム３００は、制御部５０、内視鏡モニタリング装置５５、ディスプレイ部６０及びユニバーサルコード９０等をさらに含む。 FIG. 10 is a diagram showing an endoscope system including a flexible ductile portion shape estimator according to one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 9, an
内視鏡挿入部７０は、内視鏡操作部８０の一領域に結合され、被検体内に挿入される。
内視鏡挿入部７０は、湾曲が自由な湾曲部７１及び外力により簡単に曲げられ、円状に回復することができる可撓性を有する可撓性延性部７３を含む。可撓性延性部７３は、内部にワイヤ通路７５を含む。前記ワイヤ通路７５は、内視鏡挿入部７０の内部に形成され、
内視鏡処置機構挿入部８５と連通する内視鏡処置機構通路７４と異なる通路であってもよい。図１０に示されていなが、内視鏡挿入部７０の内部には、内視鏡処置機構挿入部８５と連通する内視鏡処置機構通路７４が形成される。湾曲部７１の一端には、観察窓や照明窓、処置具挿通チャネル開口部、送気・送水ノズルなどが配置される。The
The
It may be a passage different from the endoscope
図１０に示されるように、トルク伝達ワイヤ１３は、可撓性延性部７３内部に挿入される。トルク伝達ワイヤ１３は、前記ワイヤ通路７５に配置され、一端に作用されるトルクを他端に伝達することができる。トルク伝達ワイヤ１３の他端は、回転情報測定部２０と連結され得る。 As shown in FIG. 10,
回転情報測定部２０は、前記トルク伝達ワイヤ１３の他端に結合され、トルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報を測定することができる。回転情報測定部２０は、内視鏡操作部８０の内部に配置される。回転情報測定部２０は、トルク伝達ワイヤ１３の他端のトルクを測定するトルクセンサー及びトルク伝達ワイヤ１３の他端の回転角を測定する回転角センサーの少なくとも一つを含む。トルク伝達ワイヤ１３の他端は、回転情報測定部２０に備えられるトルクセンサーや回転角センサーと隣接した位置に配置される。回転情報測定部２０は、トルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報を、ユニバーサルコード９０を介して内視鏡モニタリング装置５５及び制御部５０に伝送することができる。 The rotation
内視鏡操作部８０は、内視鏡挿入部７０とユニバーサルコード９０と間に形成される。内視鏡操作部８０は、湾曲操作レバー８１及び操作スイッチ部８３を含み、側面に内視鏡処置機構挿入部８５をさらに含む。 The
内視鏡挿入長入力部（図９の４５）は、可撓性延性部７３を含む内視鏡挿入部７０が被術者の身体に挿入される長さである内視鏡挿入長を、利用者から入力を受けてもよい。利用者は、内視鏡挿入部７０が被術者の身体内部に挿入されるとき、内視鏡挿入部７０が挿入された長さを見ながら内視鏡挿入長入力部（図９の４５）を介して前記内視鏡挿入長を入力することができる。前記内視鏡挿入長入力部（図９の４５）は、湾曲操作レバー８１又は操作スイッチ部８３に形成される。内視鏡挿入長入力部（図９の４５）は、トグルスイッチ形態に具現されてもよく、利用者はトグルスイッチに具現された内視鏡挿入長入力部４５を押し、前記内視鏡挿入長を入力することができる。例えば、利用者は、内視鏡挿入部７０が被術者の身体内部で所定長さ（例：１０ｃｍ）だけ挿入されるたびに、前記トグルスイッチを押すことができる。トグルスイッチを介して利用者が入力した信号は、ユニバーサルコード９０及び通信線９１を介して内視鏡モニタリング装置５５及び制御部５０に伝送することができる。 The endoscope insertion length input section (45 in FIG. 9) inputs the endoscope insertion length, which is the length at which the
実施例により、内視鏡挿入部７０外側面に所定長さ間隔で内視鏡長さマーカーが表示され、利用者は、前記内視鏡長さマーカーを参考にし、内視鏡挿入部７０が被術者の身体内部に挿入された長さを判断し、内視鏡挿入長入力部（図９の４５）を操作することができる。 According to the embodiment, endoscope length markers are displayed at predetermined intervals on the outer surface of the
実施例により、前記内視鏡挿入長入力部４５は、図８に示されるように、ペダル状に形成され、利用者が前記ペダルを踏む回数及び間隔の少なくとも一つを利用し、前記内視鏡挿入長を入力することができる。実施例により、前記内視鏡挿入長入力部４５は、ペダル状やトグルスイッチの以外にも内視鏡挿入長を直接数字で入力することができるキーパッドなど内視鏡挿入長を入力できる様々な入力手段で具現され得る。実施例により、内視鏡挿入部７０が被術者の身体内部で後退する場合には、利用者が内視鏡挿入長入力部４５を介して前進信号ではない後退信号を入力することができ、これにより、前記内視鏡挿入長が減少されるように具現することができる。 According to an embodiment, the endoscope insertion
ユニバーサルコード９０は、内視鏡操作部８０の一領域に結合され、内視鏡のカメラ又は光源装置のための伝送コード、送気管、送水管、吸入管などを内部に含む。前記伝送コード、送気管、送水管及び吸入管などは、内視鏡操作部８０の内部を通過し、内視鏡挿入部７０まで伸びることができる。内視鏡挿入部７０の内部には、伝送コード、送気管、送水管及び吸入管などが通過可能な通路（channel）が形成される。ユニバーサルコード９０の他端は、内視鏡モニタリング装置５５に連結される。 The
内視鏡モニタリング装置５５は、内視鏡の光源装置や送気、送水、吸入管及び内視鏡の電磁気的な状況をモニタリングすることができる。内視鏡モニタリング装置５５は、通信線９１を介して制御部５０と連結される。内視鏡モニタリング装置５５によりモニタリングされた内視鏡関連情報は、ディスプレイ部６０を介して利用者に提供される。実施例により、前記内視鏡モニタリング装置５５は、省略することができる。 The
制御部５０は、回転情報測定部２０から入力されたトルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報及び内視鏡挿入長入力部４５から入力された内視鏡挿入長を分析し、前記トルク伝達ワイヤ１３が挿入された可撓性延性部７３の形状を推定することができる。制御部５０は、トルク伝達ワイヤ１３の他端のトルク及び回転角の少なくとも一つを分析し、前記トルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報を得ることができる。 The
制御部５０は、内視鏡挿入長入力部４５から入力された信号に応じて、当該信号が入力された時点の内視鏡挿入長が分かり、当該内視鏡挿入長に対応されるトルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報を対応させ、前記トルク伝達ワイヤ１３の形状及び前記トルク伝達ワイヤ１３が挿入された可撓性延性部７３の形状を推定することができる。内視鏡挿入長入力部４５から順次に入力される信号を分析し、当該内視鏡挿入長に対応されるトルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報を対応させれば、トルク伝達ワイヤ１３が挿入された可撓性延性部７３の全体形状を推定することができるようになる。制御部５０は、内視鏡挿入長入力部４５から信号を入力された各時点で、トルク伝達ワイヤ１３のトルク又は回転角がどのように変化するかを測定することができる。 The
実施例により、制御部５０は、回転情報測定部２０から入力されたトルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報を分析し、前記トルク伝達ワイヤ１３が挿入された可撓性延性部７３の形状を推定することもできる。この場合、前記内視鏡挿入長入力部４５は省略することができる。 According to an embodiment, the
ディスプレイ部６０は、前記制御部５０から前記可撓性延性部７３の推定された形状に関する情報が伝送され、利用者に表示することができる。ディスプレイ部６０は、制御部５０から入力された表示信号に応じて画面を表示し、利用者に提供することができる。 The
一方、図１０には、内視鏡モニタリング装置５５、制御部５０及びディスプレイ部６０が互いに分離された形態で示されているが、これは例示的なであり、内視鏡モニタリング装置５５、制御部５０及びディスプレイ部６０等は、一つの本体に統合されてもよい。また、前記通信線９１は変更又は省略することができ、実施例により、内視鏡モニタリング装置５５及び制御部５０等は、無線通信方式を介してデータを授受することができる。 On the other hand, although FIG. 10 shows the
図１０に示された本発明の一実施例に係る可撓性延性部形状推定装置を含む内視鏡システム３００は、内視鏡挿入部７０の内部に形成されるワイヤ通路７５を介してトルク伝達ワイヤ１３を挿入し、前記可撓性延性部７３の先端部位に前記トルク伝達ワイヤ１３が固定される。 An
可撓性延性部７３が被検体の内部に挿入され、前進するとき、可撓性延性部７３の進行方向で抵抗が発生する場合、可撓性延性部７３の長軸がスプリングのコイルのように曲がり、これにより、発生した弾性エネルギーの一部が前記可撓性延性部７３の長軸を中心にトルクを発生させることができる。このようなトルクによって可撓性延性部７３が長軸を中心に回転することになる。 When the flexible
可撓性延性部７３の先端に、トルク伝達ワイヤ１３の一端が固定されることがあるので
、可撓性延性部７３が曲がるか、捩じれにより発生するトルクは、トルク伝達ワイヤ１３を介して回転情報測定部２０に伝達される。回転情報測定部２０は、トルク伝達ワイヤ１３の他端のトルク又はトルク伝達ワイヤ１３の他端の回転角を測定することができる。回転情報測定部２０で測定されたトルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報は、ユニバーサルコード９０を介して内視鏡モニタリング装置５５及び制御部５０の少なくとも一つに伝送され、内視鏡モニタリング装置５５及び制御部５０の少なくとも一つは、可撓性延性部７３の曲がり、捩じれによる形状変化を推定することができる。Since one end of the
一方、内視鏡挿入部７０の可撓性延性部７３が内視鏡の長軸方向に進むとき、可撓性延性部７３の先端部が前進しない場合には、可撓性延性部７３の先端以外の部分が曲がるか、捩じれることになり、このように曲がるか、捩じれた部位を特定し難いこともある。 On the other hand, when the flexible
内視鏡操作部８０の操作スイッチ部８３等に内視鏡挿入長入力部（図９の４５）が具現されれば、前述のような場合、内視鏡挿入部７０が被検体内で前方に向かって前進する前と一定の距離を前進した後の瞬間を前記内視鏡挿入長入力部（図９の４５）を利用し、回転情報測定部２０に伝達することができる。回転情報測定部２０は、内視鏡挿入部７０が被検体内で前方に向かって前進する前と一定の距離を前進した後の瞬間のトルク伝達ワイヤ１３の回転角の変化を測定することができる。 If an endoscope insertion length input section (45 in FIG. 9) is implemented in the
可撓性延性部７３の捩じれによるトルク伝達ワイヤ１３の回転情報と前記可撓性延性部７３が被検体内で前進した距離は、可撓性延性部７３の形状変化と一貫した関係を有することになる。即ち、可撓性延性部７３が被検体内で前進した単位距離当たりトルク伝達ワイヤ１３に伝送されるトルクの変化又は可撓性延性部７３が被検体内で前進した単位距離当たりトルク伝達ワイヤ１３の回転による回転角の変化が大きいほど前記可撓性延性部７３の捩じれの程度は増大加することになる。 The rotational information of the
これを利用して制御部５０は、可撓性延性部７３が曲がるか、ねじりによる形状変化を推定することができる。制御部５０は、トルク伝達ワイヤ１３の回転角の変化を利用し、
可撓性延性部７３先端の単位距離移動に対する捩じれの程度を推定することができる。制御部５０は、推定された可撓性延性部７３の形状を、ディスプレイ部６０を介して利用者に提供することができる。Using this, the
The degree of twist for a unit distance movement of the tip of the flexible
一方、実施例により、前記トルク伝達ワイヤ１３の他端に結合される金属棒（未図示）をさらに含む。前記金属棒は、回転情報測定部２０に連結され、回転情報測定部２０は、
金属棒の回転角及びトルクの少なくとも一つを測定し、トルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報を測定することができる。トルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報を直接測定し難い場合、トルク伝達ワイヤ１３の他端に結合される金属棒の回転情報を測定し、トルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報を間接的に測定することができる。Meanwhile, according to an embodiment, a metal rod (not shown) coupled to the other end of the
By measuring at least one of the rotation angle and torque of the metal rod, the rotation information of the other end of the
一方、実施例により、本発明の一実施例に係る可撓性延性部形状推定装置を含む内視鏡システム３００は、内視鏡挿入部７０が被検体内部で前進するとき、前記内視鏡挿入部７０と関連している内視鏡挿入長測定部（未図示）が内視鏡挿入部７０の挿入長を測定することができる。一例として、前記内視鏡挿入長測定部は、被検体に挿入される内視鏡挿入部７０の周辺又は内視鏡挿入部７０が挿入される被術者の身体部位周辺に配置される。内視鏡挿入長測定部は、内視鏡挿入部７０が被術者の身体に挿入される長さである内視鏡挿入長を測定することができる。実施例により、内視鏡挿入長測定部は、プローブ挿入長測定部３０と同様に回転式ローラーや、レーザー、超音波などを利用して具現することができる。 On the other hand, according to an embodiment, the
実施例により、前記内視鏡挿入長測定部は、内視鏡挿入部７０の外側面に所定間隔で備えられる複数個の圧力センサー（未図示）を含む。一例として、前記複数個の圧力センサーは、内視鏡挿入部７０の外側面に１０ｃｍ置きに配置される。複数個の圧力センサーは、内視鏡挿入部７０が被術者の身体（例：肛門）内部で前進するときに発生する圧力の差を感知し、制御部５０に伝送することができる。制御部５０は、複数個の圧力センサーから伝送された圧力感知信号を利用し、内視鏡挿入部７０のある位置まで被術者の身体内部に挿入されたかを分析することができる。このような方式で内視鏡挿入部７０が被術者の身体に挿入される長さである内視鏡挿入長が測定されることができる。 According to an embodiment, the endoscope insertion length measuring unit includes a plurality of pressure sensors (not shown) provided on the outer surface of the
また、実施例により、前記内視鏡挿入長測定部は、内視鏡挿入部７０の一領域に配置される温度センサー（未図示）を含む。一例として、前記温度センサーは、内視鏡挿入部７０の湾曲部７１の外側面に配置されるか、可撓性延性部７３の先端部の外側面に配置される。前記温度センサーは、内視鏡挿入部７０が被術者の身体内部に挿入されれば、被術者の体温によって内視鏡挿入部７０周辺の温度が高くなる原理を利用するものである。前記温度センサーで感知された温度情報は、制御部５０に伝送される。制御部５０は、前記温度センサーによって感知された体温が高くなるほど内視鏡挿入部７０が被術者の身体内部に深く挿入されたと判断し、前記内視鏡挿入長を推定することができる。 Also, according to an embodiment, the endoscope insertion length measuring unit includes a temperature sensor (not shown) disposed in a region of the
実施例により、前記内視鏡挿入長測定部は、有線又は無線で制御部５０と連結される。前記内視鏡挿入長測定部は、被術者の身体一領域に付着し、内視鏡挿入長を測定することができる。制御部５０は、前記回転情報測定部２０から入力されたトルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報及び前記内視鏡挿入長測定部から入力された内視鏡挿入長を分析し、前記可撓性延性部７３の形状を推定することができる。 Depending on the embodiment, the endoscope insertion length measuring unit is connected to the
実施例により、本発明の一実施例に係る可撓性延性部形状推定装置を含む内視鏡システム３００は、内視鏡挿入長測定部及び内視鏡挿入長入力部４５を同時に具備することができ、利用者が選択に応じて内視鏡挿入長測定部及び内視鏡挿入長入力部４５のいずれか一つを使用することができる。
図１１は本発明の一実施例に係る可撓性延性部形状推定装置を含む内視鏡システムの可撓性延性部を示す断面図である。図１１は、本発明の一実施例に係る可撓性延性部形状推定装置を含む内視鏡システム３００の可撓性延性部７３の先端部周辺を示したものである。図１１に示されていないが、図１０に示された通りに、可撓性延性部７３の一端には、湾曲部７１が形成される。According to an embodiment, an
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a flexible ductile part of an endoscope system including a flexible ductile part shape estimating device according to an embodiment of the present invention. FIG. 11 shows the periphery of the distal end portion of the flexible
図１１を参照すれば、チューブ状の管状体に形成される可撓性延性部７３の内部にワイヤ通路７５が形成される。一例として、前記ワイヤ通路１５は空いていてもよい。 Referring to FIG. 11, a
トルク伝達ワイヤ１３は、可撓性延性部７３の内部に挿入され、前記ワイヤ通路７５に配置される。トルク伝達ワイヤ１３の一領域は、前記可撓性延性部７３の内側面に結合され、固定される。トルク伝達ワイヤ１３は、可撓性延性部７３の先端に向かって挿入され、可撓性延性部７３の先端周辺で可撓性延性部７３と結合され、固定される。 A
図１１に示されるように、可撓性延性部７３の先端内側には、ワイヤ固定部１７が形成され、前記ワイヤ固定部１７によりトルク伝達ワイヤ１３が可撓性延性部７３の内側に固定される。ワイヤ固定部１７は、トルク伝達ワイヤ１３と可撓性延性部７３とを互いに固定結合することができる様々な結合手段に具現される。 As shown in FIG. 11 , a
実施例により、可撓性延性部７３の内側面とトルク伝達ワイヤ１３と間の摩擦力を低減させるために、ワイヤ通路７５に潤滑剤が収容される。前記潤滑剤によってトルク伝達ワイヤ１３が可撓性延性部７３の内側面に当接しなくなるか、可撓性延性部７３の内側面とトルク伝達ワイヤ１３と間の摩擦力が低減されるので、トルク伝達ワイヤ１３の一端で発生したトルクが途中で損失されることなく、トルク伝達ワイヤ１３の他端に正確に伝達される。 According to an embodiment, a lubricant is contained in the
また、実施例により、可撓性延性部７３の内側面とトルク伝達ワイヤ１３と間の摩擦力を低減させるために、前記トルク伝達ワイヤ１３の表面に摩擦力低減材質がコーティングされてもよい。一例として、前記摩擦力低減材質は、ポリテトラフルオロエチレン（polytetrafluoroethylene；ＰＴＦＥ）であってもよく、その他にも様残な材質に変更されてもよい。 Also, according to an embodiment, the surface of the
図１２は、本発明の一実施例に係る可撓性延性部形状推定装置を含む内視鏡システムの可撓性延性部が曲がった状態を示す図である。図１２は、ワイヤ固定部１７により可撓性延性部７３の内側にトルク伝達ワイヤ１３の一端が固定され、可撓性延性部７３が曲がるにつれてトルク伝達ワイヤ１３も同じく曲がる可能性があることを示している。 FIG. 12 is a diagram showing a bent state of the flexible ductile part of the endoscope system including the flexible ductile part shape estimating device according to one embodiment of the present invention. FIG. 12 shows that the
内視鏡挿入部７０が被検体の内部に挿入され、可撓性延性部７３が曲がるか、捩じれる場合、ワイヤ固定部１７周辺の可撓性延性部７３の先端で発生した回転力がトルク伝達ワイヤ１３を介して回転情報測定部２０まで伝達される。 When the
制御部５０は、回転情報測定部２０から入力されたトルク伝達ワイヤ１３の他端の回転情報及び内視鏡挿入長入力部４５から入力された内視鏡挿入長を分析し、前記可撓性延性部７３の形状を推定することができる。ディスプレイ部６０は、制御部５０から前記可撓性延性部７３の推定された形状に関する情報が伝送され、前記可撓性延性部７３の推定された形状を利用者に表示することができる。 The
図１３～図１５は、本発明の一実施例に係る可撓性延性部の形状変化推定原理を説明する図である。 13 to 15 are diagrams for explaining the shape change estimation principle of the flexible ductile portion according to one embodiment of the present invention.
図１３を参照すれば、本発明の一実施例に係る可撓性延性部の形状変化推定原理を説明するための可撓性延性部モデルＰが示されている。前記可撓性延性部モデルＰは、内視鏡のように線形からなり、湾曲可能であってもよい。図１３は、前記可撓性延性部モデルＰが曲がるか、捩じれる現象を引き起こさない場合を示す。 Referring to FIG. 13, a flexible ductility model P for explaining the shape change estimation principle of the flexible ductility according to one embodiment of the present invention is shown. The flexible ductility model P may be linear and bendable like an endoscope. FIG. 13 shows the case where the flexible ductility model P does not bend or twist.
可撓性延性部モデルＰは、特定の多角形（例：三角形）の物質が可撓性延性部（flexible portion）の長軸に沿って一貫して含まれる。可撓性延性部モデルＰの左側端面及び右側端面に前記多角形Ａ１、Ａ２が表示される。可撓性延性部モデルＰの捩じれる現象を示すマーカーＢが可撓性延性部モデルＰの外側面に表示される。 The flexible ductile model P contains a specific polygonal (eg, triangular) shape of material consistently along the long axis of the flexible portion. The polygons A1 and A2 are displayed on the left end surface and the right end surface of the flexible ductile part model P, respectively. A marker B indicating the twisting phenomenon of the flexible ductile part model P is displayed on the outer surface of the flexible ductile part model P. FIG.
図１４は、可撓性延性部モデルが時計回りに１回転した状態を示す図である。 FIG. 14 is a diagram showing a state in which the flexible ductility model rotates clockwise once.
前記可撓性延性部モデルＰの長軸に沿って特定の多角形の物質が一貫して含まれているので、可撓性延性部モデルＰに沿ってどの端面を切断してみても特定の多角形の物質が含まれた同じパターンの端面が示されることが分かる。 Since a specific polygonal material is consistently included along the long axis of the flexible ductile part model P, no matter which end face is cut along the flexible ductile part model P, a specific polygonal material is included. It can be seen that the same pattern of endfaces containing polygonal material is shown.
図１４に示されるように、可撓性延性部モデルＰが時計回りに１回転した状態で中間部位の端面を切断してみると、二つの捩じれた形状の２個の可撓性延性部モデルＰ１、Ｐ２に分けられる。 As shown in FIG. 14, when the end surface of the intermediate portion is cut while the flexible ductile part model P is rotated clockwise, two flexible ductile part models of two twisted shapes are obtained. It is divided into P1 and P2.
第１可撓性延性部モデルＰ１の左側に露出される多角形Ａ１１は、空間上の３点で形成され、各点の３次元座標は、それぞれ（ａ、ｂ、ｃ）、（ｄ、ｅ、ｆ）、（ｇ、ｈ、ｉ）であってもよい。このような空間の３点からなる多角形が可撓性延性部モデルＰ１、Ｐ２の長軸に沿って一貫して含まれているので、第１可撓性延性部モデルＰ１の右側に露出される多角形Ａ１２も第１可撓性延性部モデルＰ１の左側に露出される多角形Ａ１１と同じ形状であってもよい。第１可撓性延性部モデルＰ１の右側に露出される多角形Ａ１２をなす各点の３次元座標は、それぞれ（ａ１、ｂ１、ｃ１）、（ｄ１、ｅ１、ｆ１）、（ｇ１
、ｈ１、ｉ１）であってもよい。図１４に示されるように、第２可撓性延性部モデルＰ２の左側に露出される多角形Ａ２１をなす３点は、第１可撓性延性部モデルＰ１の右側に露出される多角形Ａ１２をなす３点と同じ空間上の座標を有することができる。第２可撓性延性部モデルＰ２の右側に露出される多角形Ａ２２をなす各点の３次元座標は、それぞれ（ａ２、ｂ２、ｃ２）、（ｄ２、ｅ２、ｆ２）、（ｇ２、ｈ２、ｉ２）であってもよい。The polygon A11 exposed on the left side of the first flexible ductile part model P1 is formed by three points in space, and the three-dimensional coordinates of each point are (a, b, c), (d, e , f), (g, h, i). Since such a spatial three-point polygon is consistently included along the long axis of the flexible ductility model P1, P2, it is exposed on the right side of the first flexible ductility model P1. The polygon A12 may also have the same shape as the polygon A11 exposed on the left side of the first flexible ductile part model P1. The three-dimensional coordinates of the points forming the polygon A12 exposed on the right side of the first flexible ductile part model P1 are (a1, b1, c1), (d1, e1, f1), (g1
, h1, i1). As shown in FIG. 14, three points forming a polygon A21 exposed on the left side of the second flexible ductile part model P2 correspond to a polygon A12 exposed on the right side of the first flexible ductile part model P1. can have the same spatial coordinates as the three points forming The three-dimensional coordinates of each point forming the polygon A22 exposed on the right side of the second flexible ductile part model P2 are (a2, b2, c2), (d2, e2, f2), (g2, h2, i2).
２個の可撓性延性部モデルＰ１、Ｐ２が互いに連結されるとき、第１可撓性延性部モデルＰ１の右側に存在する多角形Ａ１２と第２可撓性延性部モデルＰ２の左側に存在する多角形Ａ２１とを互いに同じ空間で一致するように整列させれば、２つのそれぞれ異なる可撓性延性部モデルＰ１、Ｐ２の接合されたことを２次元空間や３次元空間で示すことができるようになる。 When the two flexible ductile part models P1 and P2 are connected to each other, the polygon A12 existing on the right side of the first flexible ductile part model P1 and the polygon A12 existing on the left side of the second flexible ductile part model P2 By aligning the two polygons A21 so as to match each other in the same space, it is possible to show in two-dimensional space or three-dimensional space that the two different flexible ductile part models P1 and P2 are joined. become.
それぞれの可撓性延性部モデルＰ１、Ｐ２の左右両端の回転情報を測定すれば、可撓性延性部モデルＰ１、Ｐ２のそれぞれが、特定の方向にどの程度回転したのかが分かる。また、可撓性延性部モデルＰ１、Ｐ２は、長軸に沿って物理的性質が同じであると仮定すれば、それぞれの可撓性延性部モデルＰ１、Ｐ２の左右両端の回転情報を利用し、それぞれの可撓性延性部モデルＰ１、Ｐ２の左右両端を除いた残りの部分の回転情報も推定することができる。このようなそれぞれの可撓性延性部モデルＰ１、Ｐ２の捩じれの程度によって、全可撓性延性部モデルＰの形状変化を３次元モデリング方法で３次元表面の数学的表現で示すことができ、これを利用し、それぞれ異なる形状を有するそれぞれの可撓性延性部モデルＰ１、Ｐ２を接合し、２次元空間や３次元空間で示すことができるようになる。 By measuring the rotation information of the left and right ends of each of the flexible ductile part models P1 and P2, it is possible to know how much each of the flexible ductile part models P1 and P2 has rotated in a specific direction. In addition, assuming that the flexible ductility models P1 and P2 have the same physical properties along the long axis, the rotation information of the left and right ends of the respective flexible ductility models P1 and P2 is used. , the rotation information of the remaining portions excluding the left and right ends of each flexible ductility model P1, P2 can also be estimated. According to the degree of torsion of each flexible ductile part model P1, P2, the shape change of the total flexible ductile part model P can be represented by a three-dimensional surface mathematical expression by a three-dimensional modeling method, Using this, the flexible ductile part models P1 and P2 having different shapes can be joined and displayed in a two-dimensional space or a three-dimensional space.
制御部５０は、前述した原理でトルク伝達ワイヤ１３他端の回転情報が入力される瞬間のプローブ挿入長又は内視鏡挿入長により、プローブ１０又は可撓性延性部７３の形状を推定することができる。 The
図１５は、それぞれ異なる形状を有する可撓性延性部モデルを接合し、２次元空間や３次元空間に表示した図である。 15A and 15B are diagrams in which flexible ductility models having different shapes are joined and displayed in a two-dimensional space or a three-dimensional space.
図１５を参照すれば、前述したように、複数個の可撓性延性部モデルＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４が互いに接合され、それぞれの可撓性延性部モデルＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の回転情報を測定することによって、全体可撓性延性部モデルの形態を推定できることになる。 Referring to FIG. 15, as described above, a plurality of flexible ductility models P1, P2, P3, P4 are joined together, and the respective flexible ductility models P1, P2, P3, P4 are rotated. By measuring the information, it will be possible to estimate the morphology of the global flexible ductility model.
ディスプレイ部６０は、制御部５０の制御により図１５と類似した形態で可撓性延性部７３の形態を推定し、表示することができる。ディスプレイ部６０は、可撓性延性部７３の推定された形状を２次元や３次元イメージで表示することができる。 The
本発明は、図面に示された実施例を参考して説明したが、これは例示的なものに過ぎなく、本技術分野の通常の知識を有した者であれば、それらから多様な変形及び均等の他の実施例が可能であることを理解できるであろう。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、添付された特許請求範囲の技術的思想によって決められる。 Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, which are illustrative only, many variations and modifications can be made therefrom by those of ordinary skill in the art. It will be appreciated that other equivalent implementations are possible. Therefore, the true technical scope of protection of the present invention is determined by the technical ideas of the attached claims.
Claims (20)
Translated fromJapanese前記プローブの他端に結合され、前記トルク伝達ワイヤの他端の回転情報を測定する回転情報測定部；を含み、
前記プローブは、チューブ状に形成され、内部にワイヤ通路を含むチューブ外皮部をさらに含み、
前記トルク伝達ワイヤは、前記チューブ外皮部の内部に挿入され、前記ワイヤ通路に配置され、前記トルク伝達ワイヤの前記一端は、前記チューブ外皮部の先端周辺の内側面に結合され、固定される
ことを特徴とする可撓性延性部形状推定装置。A probe having a torque transmission wire that transmits torque applied to one end to the other end and inserted into the flexible ductile part; rotation information measuring unit;
The probe further includes a tubular skin portion formed in a tubular shape and including a wire passage therein,
The torque transmission wire is inserted inside the tube skin and arranged in the wire passage, and theone end of the torque transmission wire is coupled and fixed to the inner surfacearound the tip of the tube skin. A flexible ductile part shape estimation device characterized by:
ことを特徴とする請求項１に記載の可撓性延性部形状推定装置。The flexible wire according to claim 1, wherein the torque transmission wire is inserted toward the tip of the tube jacket, and is coupled and fixed to the tube jacket around the tip of the tube jacket. A device for estimating the shape of a ductile part.
前記トルク伝達ワイヤの他端のトルクを測定するトルクセンサー；及び前記トルク伝達ワイヤの他端の回転角を測定する回転角センサー；の少なくとも一つを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の可撓性延性部形状推定装置。The rotation information measuring unit
2. The apparatus according to claim 1, further comprising at least one of a torque sensor for measuring the torque of the other end of the torque transmission wire; and a rotation angle sensor for measuring the rotation angle of the other end of the torque transmission wire. Flexible ductility shape estimator.
前記トルク伝達ワイヤの他端の回転情報を測定することを特徴とする請求項１に記載の可撓性延性部形状推定装置。the probe further includes a metal rod coupled to the other end of the torque transmission wire, the rotation information measuring unit measures at least one of a rotation angle and torque of the metal rod;
2. The flexible ductile part shape estimating device according to claim 1, wherein rotation information of the other end of said torque transmission wire is measured.
前記回転情報測定部から入力された前記トルク伝達ワイヤの他端の回転情報を分析し、前記プローブが挿入された可撓性延性部の形状を推定する制御部；及び
前記制御部から前記可撓性延性部の推定された形状に関する情報が伝送され、利用者に
表示するディスプレイ部；
をさらに含む
ことを特徴とする請求項１に記載の可撓性延性部形状推定装置。The flexible ductility portion shape estimation device includes:
a control unit that analyzes the rotation information of the other end of the torque transmission wire input from the rotation information measurement unit and estimates the shape of the flexible ductility part into which the probe is inserted; a display to which information about the estimated shape of the ductile part is transmitted and displayed to the user;
The flexible ductility shape estimator of claim 1, further comprising:
内視鏡処置機構挿入部の周辺に配置され、前記プローブが前記内視鏡処置機構挿入部を通過し、前記可撓性延性部に挿入される長さであるプローブ挿入長を測定するプローブ挿入長測定部をさらに含む
ことを特徴とする請求項１に記載の可撓性延性部形状推定装置。The flexible ductility portion shape estimation device includes:
A probe insertion device arranged around an endoscope treatment mechanism insertion section for measuring a probe insertion length, which is the length of the probe inserted into the flexible ductile section after passing through the endoscope treatment mechanism insertion section. The flexible ductility shape estimator of claim 1, further comprising a length measuring unit.
前記回転情報測定部から入力された前記トルク伝達ワイヤの他端の回転情報及び前記プローブ挿入長測定部から入力されたプローブ挿入長を分析し、前記プローブが挿入された可撓性延性部の形状を推定する制御部；及び
前記制御部から前記可撓性延性部の推定された形状に関する情報が伝送され、利用者に表示するディスプレイ部；
をさらに含む
ことを特徴とする請求項６に記載の可撓性延性部形状推定装置。The flexible ductility portion shape estimation device includes:
Analyze the rotation information of the other end of the torque transmission wire input from the rotation information measurement unit and the probe insertion length input from the probe insertion length measurement unit, and analyze the shape of the flexible ductility part into which the probe is inserted. a control unit for estimating the; and a display unit for transmitting information about the estimated shape of the flexible ductile part from the control unit and displaying it to a user;
The flexible ductility shape estimator of claim 6, further comprising:
前記プローブが内視鏡処置機構挿入部を通過し、前記可撓性延性部に挿入される長さであるプローブ挿入長を、利用者から入力を受けるプローブ挿入長入力部をさらに含む
ことを特徴とする請求項１に記載の可撓性延性部形状推定装置。The flexible ductility portion shape estimation device includes:
further comprising a probe insertion length input section for receiving an input from a user of a probe insertion length, which is a length by which the probe passes through the endoscope treatment mechanism insertion section and is inserted into the flexible ductile section. The flexible ductility part shape estimation device according to claim 1.
ペダル状に形成され、前記利用者が前記ペダル状のプローブ挿入長入力部を踏む回数及び間隔の少なくとも一つを用いて前記プローブ挿入長を入力する
ことを特徴とする請求項８に記載の可撓性延性部形状推定装置。The probe insertion length input section
9. The probe according to claim 8, which is formed in a pedal shape, and the user inputs the probe insertion length using at least one of the number of times and intervals of stepping on the pedal-shaped probe insertion length input unit. Flexible ductile part shape estimation device.
前記回転情報測定部から入力された前記トルク伝達ワイヤの他端の回転情報及び前記プローブ挿入長入力部から入力されたプローブ挿入長を分析し、前記プローブが挿入された可撓性延性部の形状を推定する制御部；及び
前記制御部から前記可撓性延性部の推定された形状に関する情報が伝送され、利用者に表示するディスプレイ部をさらに含む
ことを特徴とする請求項８に記載の可撓性延性部形状推定装置。The flexible ductility portion shape estimation device includes:
Analyzing the rotation information of the other end of the torque transmission wire input from the rotation information measuring unit and the probe insertion length input from the probe insertion length input unit, and analyzing the shape of the flexible ductility part into which the probe is inserted and a display unit for transmitting information about the estimated shape of the flexible ductile part from the control part and displaying it to a user. Flexible ductile part shape estimation device.
前記可撓性延性部の内部に挿入され、前記ワイヤ通路に配置され、前記可撓性延性部の先端に向かって挿入された一端に作用されるトルクを他端に伝達するトルク伝達ワイヤ；及び
前記トルク伝達ワイヤの他端に結合され、前記トルク伝達ワイヤの他端の回転情報を測定する回転情報測定部；を含み、
前記トルク伝達ワイヤの前記一端は、前記可撓性延性部の先端周辺の内側面に結合され、固定される
ことを特徴とする可撓性延性部形状推定装置を含む内視鏡システム。a flexible ductile portion that is bendable by an external force and contains a wire passageway therein;
a torque transmission wire that is inserted inside the flexible ductile portion, arranged in the wire passage, and transmits torque applied to one endinserted toward the tip of the flexible ductile portion to the other end; and a rotation information measuring unit coupled to the other end of the torque transmission wire and measuring rotation information of the other end of the torque transmission wire;
An endoscope system including a flexible ductile portion shape estimating device, wherein the one end of the torque transmission wire is coupled to and fixed toan inner surface around a distalend of the flexible ductile portion.
ことを特徴とする請求項１１に記載の可撓性延性部形状推定装置を含む内視鏡システム。The torque transmission wire is inserted toward the distal end of the flexible ductile portion, and is coupled and fixed to the flexible ductile portion around the distal end of the flexible ductile portion. 12. An endoscope system including the flexible ductile part shape estimating device according to 11.
前記トルク伝達ワイヤの他端のトルクを測定するトルクセンサー；及び
前記トルク伝達ワイヤの他端の回転角を測定する回転角センサー；の少なくとも一つを含む
ことを特徴とする請求項１１に記載の可撓性延性部形状推定装置を含む内視鏡システム。The rotation information measuring unit
12. The torque transmission wire according to claim 11, further comprising at least one of a torque sensor for measuring the torque of the other end of the torque transmission wire; and a rotation angle sensor for measuring the rotation angle of the other end of the torque transmission wire. An endoscopic system including a flexible ductility shape estimator.
前記金属棒の回転角及びトルクの少なくとも一つを測定し、前記トルク伝達ワイヤの他端の回転情報を測定する
ことを特徴とする請求項１１に記載の可撓性延性部形状推定装置を含む内視鏡システム。Further comprising a metal rod coupled to the other end of the torque transmission wire, the rotation information measuring unit
12. The device for estimating the shape of a flexible ductile part according to claim 11, wherein at least one of the rotation angle and torque of the metal rod is measured, and the rotation information of the other end of the torque transmission wire is measured. endoscope system.
前記回転情報測定部から入力された前記トルク伝達ワイヤの他端の回転情報を分析し、前記可撓性延性部の形状を推定する制御部；及び
前記制御部から前記可撓性延性部の推定された形状に関する情報が伝送され、利用者に表示するディスプレイ部；
をさらに含む
ことを特徴とする請求項１１に記載の可撓性延性部形状推定装置を含む内視鏡システム。The endoscope system includes
a control unit that analyzes the rotation information of the other end of the torque transmission wire input from the rotation information measurement unit and estimates the shape of the flexible and ductile portion; and an estimation of the flexible and ductile portion from the control unit. a display to which information about the shape of the object is transmitted and displayed to the user;
An endoscopic system including the flexible ductility shape estimator of claim 11, further comprising:
前記可撓性延性部を含む内視鏡挿入部が被術者の身体に挿入される長さである内視鏡挿入長を測定する内視鏡挿入長測定部をさらに含む
ことを特徴とする請求項１１に記載の可撓性延性部形状推定装置を含む内視鏡システム。The endoscope system includes
further comprising an endoscope insertion length measuring unit for measuring an endoscope insertion length, which is a length of insertion of the endoscope insertion portion including the flexible ductile portion into the subject's body. An endoscope system comprising the flexible ductile part shape estimator according to claim 11 .
前記回転情報測定部から入力された前記トルク伝達ワイヤの他端の回転情報及び前記内視鏡挿入長測定部から入力された内視鏡挿入長を分析し、前記可撓性延性部の形状を推定する制御部；及び
前記制御部から前記可撓性延性部の推定された形状に関する情報が伝送され、利用者に表示するディスプレイ部；
をさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の可撓性延性部形状推定装置を含む内視鏡システム。The endoscope system includes
The rotation information of the other end of the torque transmission wire input from the rotation information measuring unit and the endoscope insertion length input from the endoscope insertion length measurement unit are analyzed, and the shape of the flexible ductile portion is determined. a control unit for estimating; and a display unit to which information about the estimated shape of the flexible ductile part is transmitted from the control unit and displayed to a user;
17. An endoscopic system including a flexible ductility shape estimator according to claim 16, further comprising:
前記可撓性延性部を含む内視鏡挿入部が、被術者の身体に挿入される長さである内視鏡挿入長を、利用者から入力を受ける内視鏡挿入長入力部をさらに含む
ことを特徴とする請求項１１に記載の可撓性延性部形状推定装置を含む内視鏡システム。The endoscope system includes
an endoscope insertion length input unit for receiving an input from a user of an endoscope insertion length, which is a length by which the endoscope insertion portion including the flexible ductile portion is inserted into the subject's body; An endoscope system including the flexible ductility shape estimator according to claim 11, comprising:
ペダル状に形成され、前記利用者が前記ペダル状の内視鏡挿入長入力部を踏む回数及び間隔の少なくとも一つを用いて前記内視鏡挿入長を入力する
ことを特徴とする請求項１８に記載の可撓性延性部形状推定装置を含む内視鏡システム。The endoscope insertion length input unit includes:
18. The endoscope insertion length is input by using at least one of the number of times the user steps on the pedal-shaped endoscope insertion length input section and the interval of stepping on the pedal-shaped endoscope insertion length input section. An endoscope system comprising the flexible ductile portion shape estimating device according to 1.
前記回転情報測定部から入力された前記トルク伝達ワイヤの他端の回転情報及び前記内視鏡挿入長入力部から入力された内視鏡挿入長を分析し、前記可撓性延性部の形状を推定する制御部；及び
前記制御部から前記可撓性延性部の推定された形状に関する情報が伝送され、利用者に表示するディスプレイ部；
をさらに含む
ことを特徴とする請求項１８に記載の可撓性延性部形状推定装置を含む内視鏡システム。The endoscope system includes
The rotation information of the other end of the torque transmission wire input from the rotation information measuring unit and the endoscope insertion length input from the endoscope insertion length input unit are analyzed, and the shape of the flexible ductile portion is determined. a control unit for estimating; and a display unit to which information about the estimated shape of the flexible ductile part is transmitted from the control unit and displayed to a user;
An endoscopic system including the flexible ductility shape estimator of claim 18, further comprising:
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